Amorfna krutina je krutina čiji atomi nisu u pravilnom kristalnom uzorku. Riječ amorfni potječe od grčke riječi ámorphos, što znači "bezobličan".
Kad je tvar u krutom obliku, može poprimiti oblik amorfne krutine, ovisno o njezinoj molekularnoj strukturi i načinu hlađenja. Primjeri amorfnih krutina uključuju staklo, plastiku i gel, iako se većina materijala može ili naći ili učiniti amorfnim obradom.
Čvrste tvari i stanja materije
Tri su glavna stanja materije: kruto stanje, tekuće stanje i plinovito stanje. Plinovi poprimaju oblik i volumen spremnika, tekućine održavaju volumen, ali poprimaju oblik spremnika, a krute tvari imaju vlastiti oblik i volumen.
Kada se krutina zagrije do točke topljenja, ona postaje tekućina, a kada se tekućina zagrije do točke vrenja, postaje plin. Postupak djeluje i obrnuto: Kad se plin ohladi, kondenzira se u tekućinu, a kada se tekućina ohladi, smrzava se u krutinu.
Amorfne krutine dijele neke sličnosti s tekućinama, jer tekućine također nemaju pravilnu atomsku ili molekularnu strukturu; zapravo, u amorfnim krutim tvarima linija između čvrste i tekuće nije dobro definirana, što im onemogućava da imaju točna tališta. Većina amorfnih krutina i dalje ima svoj oblik i volumen, čak i s poremećenom strukturom.
Različite vrste krutih tvari
Čvrste tvari mogu se klasificirati u dvije vrste na temelju njihovih različitih temeljnih struktura. Ovisno o tome je li njihova struktura pravilna ili neuređena, to mogu biti kristalne krutine ili nekristalni amorfni materijali.
Gotovo svaki materijal može se učiniti amorfnim ako se dovoljno brzo ohladi iz tekuće faze, ali neki od njih materijali su prirodno amorfni jer se njihovi atomi ili molekule ne mogu međusobno uklopiti u regularni uzorak. Ostali materijali su amorfni jer sadrže nedostatke ili nečistoće koji remete stvaranje stabilne rešetke.
Kristalne krutine imaju svoje molekule ili atome poredane u ponavljajućem uzorku, nazvanom a struktura rešetke. Najmanja ponavljajuća jedinica te rešetkaste strukture naziva se jedinična ćelija. Oni su najčešća vrsta čvrstih tvari. Kad se slome, to često čine u ravnim licima i geometrijskim oblicima.
Amorfne krute tvari nemaju dugoročni poredak. To znači da će uzorak atoma ili molekula na jednom mjestu u krutini izgledati potpuno drugačije od uzorka u drugom dijelu krutine. Međutim, većina amorfnih krutina ima poredak kratkog dometa: Slika vrlo malog dijela krutine na molekularnoj razini može stvarno izgledati uređeno!
Svojstva amorfnih krutina
Kao što je spomenuto, amorfne krutine nemaju specifična tališta, jer ne postoji jasna granica između njihove tekuće faze i amorfne krute faze. Budući da udaljenost između susjednih atoma ili molekula varira u cijelom materijalu, toplinska energija se ne kreće kroz nju ravnomjerno, što znači da se polako omekšava u širokom temperaturnom rasponu, a ne da se topi na jednoj temperaturi.
Amorfne krutine probijaju se u zakrivljene ili nepravilne površine zbog nedostatka unutarnje strukture: Zamislite razlika između razbijenog kristalnog kvarca (kristalnog) i slomljenog komada opsidijana (amorfno). To često stvara razbijene amorfne krutine, poput opsidijana i stakla, vrlo oštar.
Difrakcija rendgenskih zraka uobičajena je metoda identificiranja kristalnih materijala. Djeluje promatrajući uzorak reflektirane ili prelomljene svjetlosti s redovnog uzorka atoma u materijalu. Međutim, to ne djeluje na amorfne krutine, koje nemaju redoviti obrazac s kojima bi ih mogli identificirati.
Primjeri amorfnih krutina
Uobičajene amorfne krutine uključuju gumu, plastiku i staklo, iako se tanki filmovi također često proučavaju zbog njihovih amorfnih faza. Šećerna vata također je primjer amorfne krutine, kao i opsidijan (koji se također može smatrati čašom).